2018 Fiscal Year Annual Research Report
elemental analysis by Wavelength dispersive type-fluorescence X-ray analysis not to depend on the shape of the cultural assets
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16K01183
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| Research Institution | Hakodate National College of Technology |
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Principal Investigator |
小林 淳哉 函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 教授 (30205463)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 誠 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 教授 (20210479)
中村 和之 函館工業高等専門学校, 一般人文系, 教授 (80342434)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 局所元素分析 / 波長分散型蛍光X線装置 / 非破壊分析 / 青銅器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
波長分散型蛍光X線分析装置（WD-XRF）は分解能は優れるが、分析対象部分は平滑面である必要があるので、不定形の試料に対して適用するのは困難である。本研究は、形状が不定形な青銅製品（古銭、銅鐸）およびガラス製品に対して、３Dスキャナで表面形状を調べ、平滑面だけを露出させるためのアクリル樹脂製のマスクを3Dプリンターで作成した。マスク表面にはX線を遮蔽する厚みになるように金箔を施した。結果として試料全体が平滑面とみなされ、その一部に対象となる青銅製品等が露出する。
青銅製古銭（寛永通宝）に関しては、最外周の縁部分がもっとも平滑面を確保できる。そこで、この部分を露出面積を変えたマスクを作成して測定した場合と、古銭全体をグラインダーで削り、主成分Cu、Sn、Pbの各元素間の比Cu/SnSu/Pb/Pb/Sn、さらには微量成分であるFeのそれら３つの主要元素との比を測定した。最も大表面を確保できる条件として、古銭をグラインダーで削り全体を完全に平滑化させた場合も測定した、その結果、完全に平滑化した場合の測定値と、9mm2まで面積を制限した測定値は統計的に同じであり、青銅製品に関しての方法の利用可能性を示すことができた。そこで、利尻富士町ペシ岬から出土した銅製の小鐸について分析したところ、Cu/Sn、Cu/Pb、Sn/Pbの比はエネルギー分散型蛍光X線装置の分析値と等しくなった。ただし、Pbは露出面を変えると変化が比較的大きく、主成分の胴とは合金化しないため、試料表面に偏在していると推定される。このため、局所分析値を試料全体の濃度と見積もる際には注意を要する。
文化財としての鉛ガラスに関しては、発色成分の特定が重要である。8.5mm2までSi、Pbさらには発色成分であるCuの濃度に信頼性が確認できた。
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